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Journal of experimental zoology. Part B, Molecular and developmental evolution2014Feb01Vol.322issue(2)

カエルにおける前脚および後肢の発達:形態形成、ホメオティック変換、数字の削減、およびForelimb-Hindlimbエニグマ

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

ここでは、免疫組織化学と解剖に基づいた最初の詳細な説明を、直接発達中のカエルEleutherodactylus coquiにおける四肢の筋肉の発達について提供します。E. coquiを他の四量体と比較し、結果を広範な進化的および発達的コンテキストで説明し、四肢肢の起源、進化、および個体発生に関するいくつかの主要な質問に対処します。私たちの観察と比較:(1)虫垂筋筋の「内外」発達メカニズムをサポートしています。(2)分泌物の胸膜とその羊膜誘導体は、枝の筋肉から解剖学的に明らかに発達することを明確に発達させることを示している。(3)テトラポッドの前腕/手と脚/足の筋肉の類似性は、連続相同性によるものではなく、FINS LIMBS遷移中に発生した同性愛イベントによるものであることを裏付けています。(4)アヌーラン脛骨とfibulareの形態学的変換は、Zeugo-outopodial境界の遠位変化を表しているという仮説に対するいくつかの支持を与えます。(5)テトラポッドの手と足の筋肉の同一性が、主にそれらが付着する数字のトポロジカル位置に関連しているという証拠を提供する。(6)初めて、近接距離の形態形成勾配とは別に、前肢と後肢の筋肉の発達内にウルノ・ラジアル/繊維系勾配があり、除孔勾配があることを示しています。カエルE.コキの筋肉の後肢(前肢ではない);後者の2つの勾配は、鶏などの羊膜の個体発生に見られますが、axolotlの再生と個体発生に見られるものとは著しく異なります。

ここでは、免疫組織化学と解剖に基づいた最初の詳細な説明を、直接発達中のカエルEleutherodactylus coquiにおける四肢の筋肉の発達について提供します。E. coquiを他の四量体と比較し、結果を広範な進化的および発達的コンテキストで説明し、四肢肢の起源、進化、および個体発生に関するいくつかの主要な質問に対処します。私たちの観察と比較:(1)虫垂筋筋の「内外」発達メカニズムをサポートしています。(2)分泌物の胸膜とその羊膜誘導体は、枝の筋肉から解剖学的に明らかに発達することを明確に発達させることを示している。(3)テトラポッドの前腕/手と脚/足の筋肉の類似性は、連続相同性によるものではなく、FINS LIMBS遷移中に発生した同性愛イベントによるものであることを裏付けています。(4)アヌーラン脛骨とfibulareの形態学的変換は、Zeugo-outopodial境界の遠位変化を表しているという仮説に対するいくつかの支持を与えます。(5)テトラポッドの手と足の筋肉の同一性が、主にそれらが付着する数字のトポロジカル位置に関連しているという証拠を提供する。(6)初めて、近接距離の形態形成勾配とは別に、前肢と後肢の筋肉の発達内にウルノ・ラジアル/繊維系勾配があり、除孔勾配があることを示しています。カエルE.コキの筋肉の後肢(前肢ではない);後者の2つの勾配は、鶏などの羊膜の個体発生に見られますが、axolotlの再生と個体発生に見られるものとは著しく異なります。

Here we provide the first detailed description, based on immunohistochemistry and dissections, of the limb muscle development in the direct developing frog Eleutherodactylus coqui. We compare E. coqui with other tetrapods and discuss our results in a broad evolutionary and developmental context to address some major questions concerning the origin, evolution, and ontogeny of the tetrapod limbs. Our observations and comparisons: (1) support the "in-out" developmental mechanism of the appendicular pectoral muscles; (2) show that the protractor pectoralis and its amniote derivatives trapezius and sternocleidomastoideus clearly develop, anatomically, from the branchial muscles; (3) corroborate that the similarity between the forearm/hand and the leg/foot muscles in tetrapods is due to derived homoplasic events that occurred during the fins-limbs transition and not due to serial homology; (4) lend some support for the hypothesis that the morphological transformation of the anuran tibiale and fibulare represents a distal shift in the zeugo-autopodial border; (5) provide evidence that the identity of the tetrapod hand and foot muscles is mainly related to the topological position of the digits to which they attach; and (6) for the first time, show that apart from a proximo-distal morphogenetic gradient there is also an ulno-radial/fibulo-tibial gradient within the development of the fore- and hindlimb muscles and a dorsoventral gradient within the ontogeny of the hindlimb (but not forelimb) muscles of the frog E. coqui; the two latter gradients are seen in the ontogeny of amniotes such as chickens but are markedly different to those seen in axolotl regeneration and ontogeny.

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